Elaborado por Brenda Moore, Rodrigo

F. Cano e Thamiris Paiva.

Rio de Janeiro, 3 de agosto de 2020

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Introdução

A elevada dependência de importação de insumos de alto valor agregado é um

cenário de longa data presente no complexo industrial brasileiro. A fragilidade do

setor industrial nacional, no que diz respeito a sua baixa capacidade fabril de oferecer

produtos e soluções tecnológicas made in Brazil, tem sido fortemente evidenciada no

decorrer da evolução da pandemia de COVID-19 no Brasil. No caso dos setores

farmacêuticos e afins, itens indispensáveis voltados ao combate a pandemia de

COVID-19, como medicamentos para o tratamento clínico de pacientes acometidos,

enfrentaram a realidade de estoque crítico e, em alguns casos, até mesmo escassez1,2.

Diversas instâncias governamentais atuaram em frentes para viabilizar uma rápida e

custo efetiva aquisição desses itens no mercado externo, como anulação de tarifas

fiscais e aceleração de processos alfandegários. Apesar de medidas assertivas para

mediar o inevitável aumento da demanda interna por medicamentos para tratamento

de COVID-19, tanto para a rede pública quanto para a rede privada, essas ações

apenas tamponam temporariamente um diagnóstico clássico da indústria nacional:

sua demasiada dependência de insumos farmacêuticos ativos (IFAs) estrangeiros e

sua insuficiência fabril para respectiva manufatura1,2.

O Brasil hoje é um dos dez principais consumidores de medicamentos do mundo,

com um mercado estimado em R$ 90,2 bilhões em 2018, sendo o orçamento

institucional na faixa de R$ 27,8 bilhões. Desta parcela, mais de 50% é aportada pelo

setor público. Como nenhum país é autossuficiente nessa área, a ausência de

restrições em importações fármacos é uma realidade brasileira que precede a atual

pandemia. Contudo, a falta de uma isonomia tributária para os produtores nacionais

compromete a sua competitividade frente ao preço dos fornecedores internacionais,

que é relativamente baixo, devido ao ganho de escala e de custo de operação, que

dificulta entrada de novas iniciativas nacionais para fármacos estratégicos ou com

potencial de mercado1,2,3.

O exposto acima, somado a atual balança comercial negativa brasileira no segmento

farmacêutico, ressalvam a implicância dessa realidade nos cofres públicos e a

vulnerabilidade da soberania nacional em casos de escassez mundial, conforme

observado na evolução da pandemia. Também uma outra face do Brasil pode ser

destacada, a de um potencial espaço para aumentar o portfólio de insumos

farmacêuticos ativos produzidos e formulados no país1,2,3,4.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Essa grande área industrial pode ser vista como uma janela de oportunidade a ser

explorada, principalmente para produtos genéricos, biossimilares e aqueles obtidos a

partir da biodiversidade brasileira. Segundo relatórios da Organização Mundial da

Saúde, investimento na área da saúde impacta diretamente no desenvolvimento

econômico de um país. Dito isso, para um país mais soberano, autônomo e

competitivo no setor farmacêutico, faz-se necessário reavaliar possibilidades de

fomento ao redesenvolvimento do complexo industrial da saúde nacional capaz de

atender minimamente demandas atuais como também as eventuais emergenciais,

por exemplo as advindas ao longo da pandemia de COVID-19. Nesse sentido, a

inovação tecnológica na área da saúde, bem como seu investimento, são vistas como

alguns dos principais pilares para assegurar esse futuro3,4,5.

Desse modo, o Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e Fibras busca explorar

uma das principais tendências tecnológicas na área da produção de insumos

farmacêuticos ativos que diz respeito ao emprego da química de fluxo, uma das

estratégias de intensificação de processos mais promissoras na atualidade. Sendo

assim, o presente documento busca explorar aspectos mercadológicos da indústria

farmacêutica nacional e demonstrar por meio de uma análise de patentes que o uso

da química de fluxo é uma realidade industrial de sucesso para produção otimizada,

customizada e de alta efetividade em relação as abordagens tradicionais6.

O mercado farmacêutico no Brasil

O complexo industrial da saúde nacional é caracterizado por uma cadeia de valor

fragmentada e, em sua grande maioria, dependente de IFAs oriundos do mercado

externo. Há iniciativas fabris de capital nacional e internacional atuando no país em

produtos e mercados estratégicos, como biossimilares e genérico, seja na formulação

ou produção propriamente dita. No entanto, sua participação no tocante a produção

dos insumos propriamente dita ainda é diminuta, de modo que a principal

participação das empresas nessa cadeia de valor no Brasil é na etapa de formulação

do medicamento. Mesmo assim, é importante enaltecer os casos de sucesso das

iniciativas privadas e públicas voltadas a produção desses insumos de alto valor

agregado, a citar: anticorpos monoclonais (rituximabe, trastuzumabe, etc), vacinas

(tríplice viral, DTP+Hib, etc) e medicamentos de origem animal (heparina, condroitim

sulfato, entre outros)3,4,7,8. O exposto acima apenas ressalva a capacidade técnica e

fabril para produção desses insumos, que pode ser explorada ainda mais por meio de

políticas públicas voltadas a nacionalização.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

O valor gasto com medicamentos no Brasil foi de aproximadamente R$ 25 bilhões em

2018, distribuída entre fármacos de marcas originais (~20-25%), biossimilares ou

genéricos (~25-30%), medicamentos sem receita (~30-35%), sem marcas (~20-30%) e

outros (~1-5%). No que diz respeito aos aspectos mercadológicos, a balança

comercial brasileira para produtos farmacêuticos possui um déficit comercial de

longa data estimado em mais de US$ 6 bilhões em 2019 (Figura 1). Há uma

expressiva discrepância entre os valores importados (> US$ 7,2 bilhões) e exportados

(< US$ 1,5 bilhão) para essa classe de produtos. Contudo, o volume em quilogramas

foi relativamente o mesmo entre 2018 e 2019, indicando um possível fluxo de

matérias-primas de alto valor agregado para dentro do pais. Por fim, os principais

países exportadores são na ordem Alemanha, Estados Unidos e Suíça, que aportam

sozinhos mais de 44% de todo o volume FOB importado em 20193,7.

Figura 1. (a) Balança comercial do Brasil referente à produtos farmacêuticos entre 2009 e 2019. (b)

Distribuição da origem dos produtos importados em 2019 em termos de US$7.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

0

15

30

45

60

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Qu

an

tid

ad

e (

kg

)

Milh

ões

Exportação Importação

0

2

4

6

8

FO

B (

US

$)

Bilh

ão

Alemanha

18%

Estados Unidos

16%

Suíça

10%Itália

6%Bélgica

5%

Índia

5%

França

4%

Irlanda

4%

Dinamarca

4%

Porto Rico

4%

Espanha

3%

Reino Unido

3%

Áustria

2%

China

2%

Outros

14%

a)

b)

Química de fluxo como técnica de intensificação de processos

A definição estabelecida para Intensificação de Processos (PI - do inglês, process

intensification) é “desenvolvimento de aparatos e técnicas inovadoras que oferecem

melhorias drásticas na fabricação e processamento de produtos químicos, reduzindo

substancialmente o volume de equipamentos, o consumo de energia, ou a formação

de resíduos, e, em última análise, conduzindo a tecnologias mais baratas, seguras e

sustentáveis”9. Esse conceito foi inicialmente colocado visando minimizar os custos

operacionais e de capital sem comprometer as metas de produção, através apenas da

redução na escala.

Os benefícios associados incluem alguns princípios da Química Verde, como a

segurança intrínseca, baixo impacto ambiental e o menor consumo material,

energético e hídrico; e o aumento da conversão, devido à redução de reações

secundárias e geração de subprodutos10. Para alcançar drásticas reduções de

tamanho são necessárias novas abordagens para o projeto dos equipamentos e

processos, dentre essas, o desenvolvimento de equipamentos que combinem mais

de uma operação unitária.

A partir de 2005, a tecnologia de química de fluxo, também conhecida como

microfluídica, por meio dos reatores milicanais e microcanais, tem sido considerada

fundamental para a intensificação de processos e para a maior segurança na

produção de produtos químicos11. A menor dimensão do reator provoca um aumento

significativo nos coeficientes de transferência de calor e massa, o que leva a uma

diminuição nos tempos do processo. Os processos miniaturizados geralmente usam

menos energia, reagentes e solventes que os processos convencionais e têm

desempenho melhor.

Além disso, dificuldades relacionadas à mistura reacional são efetivamente

eliminadas nestes reatores, sendo a mistura essencialmente instantânea. Com isso, o

uso destes reatores facilita significativamente o processo de escalonamento visto que

não precisam ser modificados. De fato, o escalonamento pode ser obtido trabalhando

com vários reatores em paralelo, processo chamado de “numbering up”12. No

desenvolvimento do processo de fluxo, a integração de tecnologias analíticas em

linha fornece uma ferramenta valiosa para entender e monitorar o sistema em tempo

real.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Diante das inúmeras vantagens supracitadas, os processos conduzidos via química

de fluxo têm ganhado a atenção da comunidade científica e das empresas, em

particular para a produção de produtos químicos finos e produtos farmacêuticos13.

No caso da indústria farmoquímica, os IFAs são, normalmente, substâncias com

estruturas mais complexas, que requerem diferentes etapas reacionais para as suas

sínteses; necessitando, portanto, de maior versatilidade/facilidade no que diz respeito

ao aparato experimental utilizado14. Estes gargalos operacionais em conjunto com as

diversas vantagens da química de fluxo tornam estes sistemas uma abordagem

atrativa para este setor industrial.

Mapeamento tecnológico: patentes de processos em química de fluxo

As patentes constituem uma fonte valiosa de informação para estudos de inovação,

uma vez que revelam tendências em novos processos e produtos, permitindo a

identificação de players envolvidos com P&D&I de ponta. O levantamento de

patentes de processos em química de fluxo foi realizado em 04 de junho de 2020,

utilizando o software da Questel, o Orbit Intelligence, relacionando as palavras-chave

de química de fluxo e de processo, como apresentado na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1. Estratégia de busca.

Essa busca retornou 2.960 resultados, apresentando um aumento considerável no

número de depósitos a partir de 2015, como apresentado na Figura 2. Os escritórios

que mais receberam depósitos de patentes foram, respectivamente, China, Japão,

Estados Unidos, OMPI (Organização Mundial da Propriedade Intelectual, do inglês,

World Intellectual Property Organization), Escritório Europeu de Patentes e Alemanha.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

DescriçãoPalavras-chave de

química de fluxo

Palavras-

chave de

processo

Resultados

Busca das palavras-chave no título, resumo e

reinvindicações, relacionando as palavras-chave

de química de fluxo e as palavras-chave de

processo

flow chemistry

microreaction

microreactor

AND

process

product

synthesis

prepare

2.960

Figura 2. Evolução temporal da publicação das patentes entre 1990 e 2020.

A Figura 3 apresenta a divisão por setor de aplicação com base nas patentes

levantadas. Como pode ser observado, há uma predominância do uso da química de

fluxo para produzir fármacos e intermediários químicos.

Figura 3. Divisão das patentes de química de fluxo por setores de aplicação.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

0

50

100

150

200

250

300

350

Nú

mero

de p

ate

nte

s d

ep

osit

ad

as

Farmacêutico

26%

Intermediários

Químicos

19%

Tintas, pigmentos

e coating

13%

Eletrônicos

12%

Polímeros

11%

Enegético

8%

Personal Care

3%

Surfactantes

2%

Outros

6%

Mapeamento tecnológico: setor farmacêutico

O setor de fármacos representa 26% das patentes levantadas para processos em

química de fluxo. Em grande parte, pelas vantagens que estes sistemas apresentam

para diversas sínteses farmacêuticas. A Figura 4 apresenta a distribuição temporal, de

2000 a 2020, das patentes de fármacos. Vale destacar, que houve um aumento

considerável a partir de 2015, acompanhando a tendência da própria tecnologia.

Figura 4. Evolução temporal da publicação das patentes no setor farmacêutico entre 1990 e 2020.

A Figura 5 apresenta a distribuição dos principais códigos CPC (Classificação

Cooperativa de Patentes) das patentes de fármacos levantadas. O CPC é o sistema de

classificação criado pelo EPO (European Patent Office) e USPTO (United States Patent

and Trademark Office), baseado na IPC (Internacional Patent Classification), porém

com maior detalhamento.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Nú

mero

de p

ate

nte

s d

ep

osit

ad

as

Figura 5. Distribuição dos principais códigos CPC das patentes de fármacos.

A Figura 6 abaixo apresenta em quais países as patentes foram protegidas, o que

demonstra a intenção dos players de proteger suas tecnologias nesses territórios. A

maioria das patentes levantadas foram depositadas na China, nos Estados Unidos, no

Japão e no Escritório Europeu de Patentes.

Figura 6. Território de proteção das patentes de fármacos.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

B01J

30,8%

C07C

15,9%C07D

11,3%

B01L

8,2%

B01F

7,4%

G01N

6,8%

Y02P

5,8%

A61K

5,4%

C07B

4,6%

B82Y

3,8%

CPC Descrição

B01JProcessos químicos ou físicos e seus

aparatos

C07CCompostos orgânicos acíclicos ou

carbocíclicos

C07D Compostos orgânicos heterocíclicos

B01L Aparatos laboratoriais e seus usos

B01FProcessos de emulsão, dispersão e seus

aparatos

G01N Dispositivo para teste de amostras

Y02PProcessos/tecnologias com menor

impacto ambiental

A61K Preparações para área médica

C07B Química orgânica e seus aparatos

B82Y Nanotecnologia

Países Patentes Países Patentes

1. China 336 6. Índia 46

2. Estados Unidos 110 7. Canadá 32

3. Japão 81 8. Coreia do Sul 29

4. EP (Europa) 76 9. Reino Unido 28

5. Alemaha 46 10. França 27

Uma importante avaliação é obtida pelas principais empresas que realizaram

depósito de patentes e seu quantitativo, para determinar quais empresas estão

investindo mais em determinada tecnologia. A Figura 7 apresenta as vinte empresas

que mais depositaram patentes de fármacos, trazendo o status legal.

Figura 7. Top 20 empresas depositantes das patentes de fármacos e status legal.

Com base nos dados levantados, a Tabela 2 apresenta as 17 patentes que tiveram

maior destaque dentro das patentes de fármacos levantadas.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

SINOPEC

CLARIANT

KONICA MINOLTA

FUJIFILM

BIOPROCESSORS

CORNING

EHERFELD MIKROTECHNIK

FUJIAN TECHNOLOGIES

HITACHI

NATIONAL INSTITUTE…

PRINCETON…

ASTATECH…

BAYER PHARMA

LONZA

MERCK

MIT

MITSUI

NIKON

HOVIONE SCIENTIA

MTECHNOLOGIES

Pendente Válida Expirada

Tabela 2. Principais patentes do uso da química de fluxo no setor farmacêutico.

A patente CN102822132, depositada pela empresa Bayer, relata o uso de

microrreatores para a síntese de ácidos carboxílicos aromáticos e heteroaromáticos,

em específico do ácido 2-tiofeno-carboxílico e do ácido 2-furânico, usualmente

utilizados em produtos farmacêuticos. Em geral, o processo convencional é

comumente caracterizado por duas etapas reacionais, que ocorrem sob altas

temperaturas (>100 °C) e altas pressões. A presente invenção promove a obtenção

destes compostos com rendimentos entre 70-80%, empregando baixos tempos de

residência (entre 2-3,5 minutos) e sob baixas pressões de CO2 (em torno de 1,3 bar).

A patente WO 2011120695, depositada pela empresa Lonza, utiliza microrreatores

para a síntese de compostos nitratos orgânicos, que são utilizados como IFAs ou

como intermediários. Particularmente, a presente invenção exemplifica o processo de

obtenção do composto 4-nitrooxibutan-1-ol, usualmente utilizado como intermediário

na síntese do fármaco Naproxcinod, com tempos de residência entre 3,3 segundos a

1,2 minutos, caracterizando-se pela redução drástica de geração de resíduos e da

formação de subprodutos indesejados.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Patente Titular Data da 1ª

publicação Produto

EP1160241 Cellular Process Chemistry 2001 Ácido quinolina-3-carboxílico

JP2003506340 Merck 2003 Compostos aromáticos e

heteroaromáticos

WO2011120695 Lonza 2011 Nitratos orgânicos como 4-

nitrooxybutan-1-ol

CN108778338 Hovione 2018 Ciclodextrina

JP2003128677 Clariant; Institut für Mikrotechnik

Mainz 2003 Alquil-boro e Aril-boro

WO201671380 Bayer 2016 PI3K inibidor

JP2003535068 Merck 2004 Indolamina

JP4335529 Boehringer Ingelheim

Pharmaceuticals 2004 Dihidropirona

US8496944 Boehringer Ingelheim

Pharmaceuticals 2009 Budesonida

US8877930 Massachusetts Institute Of

Technology (MIT) 2011 Indacaterol e metoprolol

US8426630 Florida State University 2011 Ibuprofeno

CN102822132 Bayer 2012 Ácido 2-tiofeno-carboxílico e ácido

2-furânico

WO2013038206 University of Warwick 2013 dihidroartemisinina (DHA)

CN107011197 Jiangxi Tonghe Pharmaceutical 2017 Gabapentina

CN107960055 Hovione 2018 Carbamazepina

US20190135724 Soligenix 2019 Hipericina

US20190023706 Aurobindo Pharma 2019 Valaciclovir

A patente JP 2003128677, depositada pela empresa Clariant, reporta a síntese via

química de fluxo de compostos aril-boro e aquil-boro, que são importantes

intermediários químicos, extensivamente utilizados nas indústrias farmacêuticas e

agroquímicas. Convencionalmente, a síntese destes compostos é complexa,

necessitando de temperaturas extremamente baixas (preferencialmente abaixo de -

55°C), sendo também considerada uma reação de alto risco. Desta maneira, a

presente invenção promove a obtenção destes compostos através do uso de

microrreatores, utilizando temperaturas reacionais em torno de 20 °C e tempos de

residência de 5 segundos, obtendo os compostos com rendimentos acima de 90 % e

alta pureza (98 %).

A patente US 20190023706, depositada pela empresa Aurobindo Pharma, relata o

processo para a obtenção do fármaco antiviral Valaciclovir ou seus possíveis sais,

também aceitos para a aplicação farmacêutica, via química de fluxo em

microrreatores. Os autores ressaltam que o processo de obtenção convencional se

caracteriza pelo alto teor de impurezas, principalmente pela formação de produtos de

degradação, e, por consequência, na redução do rendimento, por conta das diversas

etapas de purificação. Nesse contexto, a presente invenção promove a obtenção do

fármaco com alto teor de pureza (99 %), porém com menor tempo reacional (2-5

minutos).

A patente CN 107011197B, depositada pela empresa Jiangxi Tonghe Pharmaceutical,

utiliza microrreatores para o processo de síntese do fármaco Gabapentina, aplicado

usualmente no tratamento de epilepsia. Convencionalmente, a obtenção deste

fármaco ocorre através de reações com alta exotermicidade, indicando a necessidade

do controle da temperatura de modo a evitar a formação de subprodutos. O processo

proposto na presente invenção é caracterizado pela mistura eficiente das correntes de

entrada, garantindo maior taxa de reação e melhor controle reacional. De fato, os

resultados apontam a obtenção do produto com alto rendimento (acima de 95%),

tendo utilizado tempos de residência entre 2-5 minutos.

A patente US8426630, depositada pela Florida State University, reporta a síntese via

química de fluxo do fármaco ibuprofeno, notoriamente conhecido por sua ação anti-

inflamatória. Na presente invenção, a síntese é realizada em três etapas sequenciais e

sem interrupções, eliminando, portanto, as etapas de isolamento e purificação dos

intermediários. Desta maneira, o processo proposto promove a obtenção do fármaco

com alto teor de pureza (96 %) e rendimento (68 %), mantendo baixos tempos

reacionais (2-5 minutos).

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Estudo de caso

Além das patentes, laboratórios de empresas farmacêuticas, incluindo Bayer,

AstraZeneca, Pfizer, Novartis, Cambrex, Merck, GlaxoSmithKline (GSK), Isochem,

Sanofi-Aventis, entre outras, vêm trabalhando em tecnologias de química de fluxo

para a produção contínua de IFAs, especialidades e intermediários químicos para

fármacos.

A Clariant está focada no uso da tecnologia de química de fluxo para especialidades

químicas, bem como na produção de intermediários farmacêuticos e IFAs15. Em 2004,

a Clariant fundou o Clariant Competence Center Microreaction Technology (C³-MRT)

para expandir a tecnologia de química de fluxo para além dos corantes azo16. Em um

outro exemplo, a Sigma-Aldrich Corporation, recentemente adquirida pela Merck,

anunciou que utiliza a tecnologia de química de fluxo para a produção de cerca de 40

produtos de seu catálogo, como retinol, líquidos iônicos, piperazina, metileno

ciclopentano, entre outros17.

Além disso, a Evonik Health Care divulgou que utiliza a química de fluxo na síntese

de IFAs e produtos químicos finos18. Uma das primeiras etapas do envolvimento da

Evonik com a química de fluxo foi com o projeto µ.Pro.Chem, estabelecido com a

BASF e o Institut für Mikrotechnik Mainz (IMM) (2007-2008) e que envolveu a

construção de um sistema de microrreação em escala piloto, para o processo de

ozonólise19. Em sua instalação em Hanau, Alemanha, a Evonik adquiriu uma planta

piloto de microrreação para a síntese de polietilenoglicol (PEG) altamente puro para

aplicações farmacêuticas, bem como um sistema para produção em pequena escala

IFAs de alta potência20.

Vale destacar, que o desenvolvimento de sistemas de química de fluxo

personalizados, em sua maioria, requer colaboração entre as empresas farmacêuticas

e fabricantes de equipamentos, para que os microrreatores possam ser adaptados, a

fim de atender aos requisitos de reação e escala de produção. Como pode-se

observar, em 2004, a Ehrfeld Mikrotechnik, desenvolvedora e fabricante de sistemas

de microrreação, foi adquirida pela Bayer, para executar e desenvolver seus

projetos21. Posteriormente, em 2017, a Shaoxing Eastlake High-Tech Company

Limited adquiriu a Ehrfeld Mikrotechnik22.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Com uma estratégia semelhante, a Lonza, em 2010, assinou um contrato com a

Ehrfeld Mikrotechnik de cooperação, desenvolvimento e licenciamento de sua própria

tecnologia de microrreação23. Em 2012, a Lonza instalou este sistema em Visp, na

Suíça, para produzir intermediários e/ou IFAs. No geral, seus micro e millirreatores

FlowPlate® foram aplicados na fabricação de mais de 43 medicamentos24. Os tipos de

reações desenvolvidas pela Lonza incluem reações de nitração, oxidação, redução e

organometálicas25.

Em 2015, a Vertex Orkambi obteve a primeira aprovação do NDA (New Drug

Application) para uso de uma tecnologia de química de fluxo para produção de

lumacaftor/ivacaftor para fibrose cística. Em 2016, a Johnson & Johnson teve a

primeira aprovação da FDA (Food and Drug Administration) para alterar a fabricação

de batelada para contínuo, por meio da química de fluxo, na produção de darunavir,

um medicamento usado para tratar e prevenir HIV26. Recentemente, a GSK e Eli Lilly

anunciaram planos de construção de fábricas com tecnologia de química de fluxo em

Cingapura e Irlanda, respectivamente. A GSK anunciou que está convertendo

parcialmente seu portfólio de batelada para contínuo, com uma grande ambição de

atingir 50% até 202027.

É provável que o setor testemunhe uma tendência crescente na fabricação contínua

de IFAs em sistemas de química de fluxo. O desenvolvimento de processos robustos

em química de fluxo requer grandes níveis de conhecimento em intensificação,

analítica e engenharia. Por trás do sucesso das aprovações da Vertex e da Johnson &

Johnson pela FDA, há anos de colaborações entre a indústria e a academia. As

parcerias entre esses dois grupos são muito importantes para desenvolver novas

abordagens práticas de química de fluxo que atendam às necessidades industriais.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Iniciativas em química de fluxo do Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e

Fibras

O Instituto Senai de Inovação em Biossintéticos e Fibras (ISI B&F) é pioneiro no Brasil

no tema química de fluxo, contando com instalações e equipamentos únicos no País.

O ISI B&F conta com sistemas de reatores de bancada e um reator piloto de

milicanais Miprowa®, tecnologia da empresa alemã Ehrfeld comprovada por unidades

industriais em operação desde 2014. Esses são os primeiros sistemas de reação

escalonáveis disponíveis para PD&I no Brasil, o que permite o scale-up até a fase

industrial de forma mais rápida. A parceria com a Ehrfeld abre para a equipe de

Engenharia de Processos do ISI B&F a dados de investimento e custo operacional

desses sistemas, fornece maior acurácia e subsidia decisões mais assertivas pelos

clientes.

De modo geral, o sistema de química de fluxo com milireatores de bancada adquirido

pelo ISI B&F permite a realização de reações homogêneas (seja líquida ou gás) ou

heterogêneas (gás-líquido), podendo ser catálises homogêneas ou heterogêneas, ou

até mesmo não catalíticas. Ademais, este sistema é capaz de operar em temperaturas

entre -20 °C a 200 °C, com pressões máximas de até 100 bar. Como mencionado

anteriormente, o ISI B&F ainda apresenta em seu portfólio um reator que opera em

escala piloto, com vazões de até 150 L/h, permitindo o escalonamento dos processos

em estudo. A Figura 8 ilustra os reatores disponíveis na estrutura do ISI B&F.

Figura 8. Reatores e componentes do sistema de química de fluxo do ISI.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

Além dos reatores, o sistema conta com o apoio de uma grande quantidade de

equipamentos periféricos, sendo eles: micromisturadores estáticos, microtrocadores

de calor e bombas de alta pressão e baixa pulsação (para fluidos viscosos e não-

viscosos). Conta-se ainda com um sistema de automação e uma grande gama de

sensores para realizar a automação, controle e monitoramento dos processos

estudados. Em suma, mais de 30 sensores estão disponíveis, permitindo a medição

online de diferentes variáveis de processo, tais como: vazões de entrada de gases e

líquidos, temperatura e pressão, assim como variáveis menos usuais como

condutividade, densidade e viscosidade.

Além dessa infraestrutura, o ISI B&F tem equipes de pesquisadores com

competências e conhecimentos que permitem a aplicação das técnicas de

intensificação de processos para o desenvolvimento de novos processos, conversão

de processos em batelada para contínuo e monitoramento contínuo de processos.

Destacam-se, como competências e conhecimentos chave: modelagem, simulação e

otimização de processos; controle de processos; escalonamento de processos

químicos; química de fluxo; catálise; química orgânica; química analítica; avaliação de

riscos tecnológicos; avaliação de prontidão tecnológica (Technology Readiness Level

- TRL); avaliações técnico-econômicas e de ciclo de vida.

Essa nota técnica tem a finalidade maior de auxiliar técnicos e empresas de forma

estratégica levando em conta o panorama do setor farmacêutico e as oportunidades

da química de fluxo, em um mercado com alta demanda. De qualquer forma, essa

nota técnica cumpre seu papel principal, e o detalhamento dos principais IFAs

estratégicos para o Brasil será apresentado nas notas técnicas subsequentes.

Para mais informações sobre esta iniciativa entre em contato conosco pelo e-mail

isibios@cetiqt.senai.br.

Referência Bibliográfica

1. Valente, J., 2020. Covid-19: médicos denunciam falta de insumos e equipamentos. Agência Brasil.

Disponível em: <https://agenciabrasil.ebc.com.br/saude/noticia/2020-05/covid-19-medicos-

denunciam-falta-de-insumos-e-equipamentos>. Acesso em: 20 de julho de 2020.

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julho de 2020.

A química de fluxo para a produção de insumos farmacêuticos ativos

O Instituto SENAI de Inovação (ISI) em Biossintéticos e

Fibras atua de forma transversal em temas identificados

como portas para o futuro para as cadeias dos

segmentos químico e têxtil, e apoia empresas no

desenho de estratégias utilizando o conceito de alta

integração com a indústria e a academia. Possui equipe

formada por especialistas reconhecidos nas áreas de

biotecnologia, síntese química, engenharia de processos

e fibras. Criado em janeiro de 2016, o Instituto integra o

Centro de Tecnologia das Indústrias Química e Têxtil –

SENAI CETIQT, também composto pelo Instituto SENAI

de Tecnologia Têxtil e de Confecção e Faculdade SENAI

CETIQT.

Localizado no Parque Tecnológico da Universidade

Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), possui cerca de

3.500m2 de laboratórios, o Instituto é referência nacional

em inovação e se estrutura em plataformas tecnológicas

ligadas à pesquisa aplicada e inteligência competitiva,

possibilitando a identificação e construção de

oportunidades para a indústria por meio de análise e

desenvolvimento de novos produtos e processos

químicos, bioquímicos e têxteis.